一、氣動(dòng)控制閥基本概念和工作原理
需要深入透徹的分析故障，一定要對(duì)它的控制概念和工作原理有基本的了解，以后遇到問題時(shí)，才能快速定位故障，并針對(duì)性解決。
1、氣動(dòng)控制閥概念所指的范圍很廣：
被控介質(zhì)可以是蒸汽、水、空氣、電流、油。
被控條件可以是溫度、壓力、濕度、液位或流量。
被控設(shè)備可以是閥、節(jié)流閥、泵或風(fēng)機(jī)。
執(zhí)行器通常按照驅(qū)動(dòng)能源劃分為：電動(dòng)、氣動(dòng)、電氣。
測量元件可以是：
控溫度時(shí)配置：溫度感應(yīng)器+溫度控制器
控壓力時(shí)配置：壓力變送器+壓力控制器
控液位時(shí)配置：液位感應(yīng)器+液位控制器
還有濕度感應(yīng)器或流量感應(yīng)器等。
測量的關(guān)鍵是被控變量的實(shí)際值，與期望值相比較，用這個(gè)偏差來糾正系統(tǒng)的響應(yīng)，執(zhí)行調(diào)節(jié)控制，簡稱PID控制。
2、控制系統(tǒng)基本組成和工作原理
本文舉例是以氣動(dòng)控制閥作為被控設(shè)備，溫度作為被控條件，溫度感應(yīng)器作為測量元件，氣動(dòng)執(zhí)行器作為被控元件構(gòu)成。
工作原理：
1）、測量元件（感應(yīng)器/PT100）將測量到的實(shí)際溫度值傳遞至控制器。
2）、控制器接受來自感應(yīng)器的信號(hào)，并與設(shè)定點(diǎn)的期望溫度相比較，溫差的大小決定了調(diào)節(jié)變量。控制器根據(jù)調(diào)節(jié)變量，輸出4~20m信號(hào)到氣動(dòng)控制閥定位器。
3)、定位器再向氣動(dòng)執(zhí)行器發(fā)出命令，氣動(dòng)頭內(nèi)的多彈簧和橡膠膜片，通過收縮和擴(kuò)張，帶動(dòng)閥桿上下動(dòng)作，決定閥瓣和閥座的流通面積，從而達(dá)到比例調(diào)節(jié)流量的作用。
應(yīng)用舉例：
把常溫20℃的冷水，通過換熱器加熱升溫至120℃并恒溫。
在升溫階段，溫度感應(yīng)器測量到實(shí)際溫度值100℃，把信號(hào)傳遞至溫度控制器。
由于控制器設(shè)定期望值是120℃，通過實(shí)際值與期望值相比較,發(fā)現(xiàn)溫差并未達(dá)到期望值，輸出較強(qiáng)的4~20m信號(hào)到氣動(dòng)控制閥定位器。
當(dāng)實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度快接近時(shí)，輸出的信號(hào)則相應(yīng)變?nèi)?。?dāng)升溫結(jié)束，在恒溫階段時(shí)，氣動(dòng)控制閥連續(xù)比例微調(diào)節(jié)。
4~20mA信號(hào)與閥門行程開度相對(duì)應(yīng)，從而氣動(dòng)控制閥門蒸汽流量的大小。
4~20mA信號(hào)與閥門相對(duì)開度：
二、氣動(dòng)控制閥安裝和注意事項(xiàng)
1、氣動(dòng)控制閥前建議安裝100目過濾器抵擋雜質(zhì)。特別是新焊管道，需吹掃或清理干凈雜質(zhì)。
2、定位器屬于精密儀器，壓縮空氣須做好除水除油除雜質(zhì)后，方可接入定位器。
進(jìn)汽前端配有空氣過濾和調(diào)壓閥，需把氣源壓力調(diào)到0.25~0.3MPa為佳。
壓力不足會(huì)導(dǎo)致閥門開啟緩慢或無法99%全開。壓力若超過O.3MPa以上，則容易損壞定位器和氣動(dòng)頭。
3、氣動(dòng)控制閥不管是控溫或控壓，都是通過電流4~20mA作為控制信號(hào)，來驅(qū)動(dòng)定位器工作。
因此，上游輸出端無論是PLC控制系統(tǒng)、還是單獨(dú)的控制器、或者是手動(dòng)信號(hào)發(fā)生器，都需要輸出與之相匹配的、正確的4~20mA信號(hào)。
才能接入定位器接線盤，并且根據(jù)接線盤各端子正確接線。
4、氣動(dòng)控制閥出廠時(shí)行程零點(diǎn)已調(diào)整好并鎖緊，不要隨意去調(diào)動(dòng)行程螺母，否則將會(huì)影響氣動(dòng)控制閥不能正常使用。
若運(yùn)輸中有激烈碰撞，零點(diǎn)才有可能會(huì)產(chǎn)生微小偏移。
一般只需要調(diào)整一下零點(diǎn)螺母，如偏差過大才需要進(jìn)行行程整定。
較對(duì)方法如下：
輸入4mA信號(hào)，刻度尺指示在“全關(guān)”位置。
輸入20mA信號(hào)，刻度尺指示在“全開”位置。
輸出壓力表顯示壓力，會(huì)根據(jù)不同的輸入信號(hào)值，在0~0.3MPa內(nèi)動(dòng)態(tài)變化。閥門只要能全關(guān)或全開即可正常使用。
在氣動(dòng)控制閥正式調(diào)試使用前，請(qǐng)確保上述4步基本工作已做好。
三、氣動(dòng)控制閥常見故障和解決辦法
1、如何檢測4~20mA信號(hào)是否正確
定位器阻抗為250歐姆，因此要求4-20mA控制信號(hào)，須滿足可接負(fù)載大于250歐姆負(fù)載。
如果控制信號(hào)可接負(fù)載低于250歐姆，則會(huì)引起供給氣動(dòng)控制閥無法正常工作，即閥門無法全部開啟，也會(huì)造成控制器過載燒毀控制器。
信號(hào)檢測方法：
當(dāng)確認(rèn)控制信號(hào)及氣源壓力均無誤后，請(qǐng)按照?qǐng)D示的接線方式接好。
萬用表請(qǐng)用DCA20OmA電流檔與控制信號(hào)，串聯(lián)接入定位器控制信號(hào)接入端，并將控制信號(hào)值設(shè)定為20mA。
如果此時(shí)電流表顯示的電流值，也是20mA則可正?？刂?。
如果萬用表顯示電流值遠(yuǎn)低于20mA，則表明控制信號(hào)不滿足定位器要求，驅(qū)動(dòng)不了定位器正常工作。
2、氣動(dòng)控制閥定位器零點(diǎn)漂移的調(diào)整方法
由于運(yùn)輸、使用過程中產(chǎn)生震動(dòng)或受其它因素影響，氣動(dòng)控制閥可能會(huì)出現(xiàn)零點(diǎn)漂移的現(xiàn)象。
如何判斷零點(diǎn)是否漂移？
故障表現(xiàn)：
當(dāng)輸入4mA信號(hào)時(shí)，閥門未能關(guān)閉。又或者輸入20mA信號(hào)時(shí)，閥門不能99%全部開啟。此時(shí)，需要重新調(diào)整零點(diǎn)。
如何正確調(diào)節(jié)零點(diǎn)呢？
確認(rèn)氣源壓力在0.3MPa后，如果出現(xiàn)定位器輸入信號(hào)為4mA時(shí)，閥門未能關(guān)閉，則表明零點(diǎn)過高。
3、氣動(dòng)控制閥定位器故障排除說明
當(dāng)定位器出現(xiàn)異常時(shí)，請(qǐng)依照此說明由易到難進(jìn)行排除。定位器是屬于精密儀器，建議在原廠家指導(dǎo)下操作。
步操作
故障表現(xiàn)：
當(dāng)定位器出現(xiàn)接通壓縮空氣后，閥門直接全開或全關(guān)。
閥門全開故障時(shí)，定位器上的壓力表G的壓力值，直接與定位器前調(diào)壓表壓力值0.3MPa一樣，改變4~20mA輸入信號(hào)值，氣動(dòng)控制閥依然為全開狀態(tài)。
處理方法：
請(qǐng)先用手輕輕左右撥動(dòng)下圖示”1”處的撥塊。
正常情況下在沒有控制信號(hào)時(shí)，撥動(dòng)”1”處的撥塊，閥門會(huì)執(zhí)行開關(guān)動(dòng)作，看看是否能復(fù)位。
如果閥門能全開或全關(guān)，也能判斷閥桿上下活動(dòng)正常。
如果撥動(dòng)撥塊數(shù)次后，閥門可以正常開啟及關(guān)閉，則表明故障排除可正常使用。如果故障依然沒有解決，請(qǐng)執(zhí)行下述的第二步操作。
第二步操作
當(dāng)執(zhí)行完步操作，依然無法排除故障時(shí)。
請(qǐng)先將壓縮空氣斷開后，用十字螺絲刀拆下”D”處的小十字螺絲，然后擰出”C”處的一字螺絲。
然后用定位器蓋子里邊，用透明膠粘著的一根細(xì)鋼絲，通一下軸向的阻尼孔。
確認(rèn)通好此小孔后，將此一字螺絲裝回”C”處，并將十字螺絲”D”鎖回。
重新接回壓縮空氣，用手輕輕左右撥動(dòng)”1”處的撥塊，看定位器能否正常工作。
如果此時(shí)閥門，已經(jīng)可以通過撥塊“1”的左右撥動(dòng)，可正常開啟及關(guān)閉則故障排除。
請(qǐng)?zhí)貏e注意下圖中紅色標(biāo)志的”M”處一字螺絲，千萬不要去動(dòng)，否則會(huì)造成極大的麻煩。
如果進(jìn)行了上述兩步操作，依然沒有解除故障，請(qǐng)依下述執(zhí)行第三步操作。
第三步操作
進(jìn)行了及第二步操作后，依然無法解除故障。
此時(shí)請(qǐng)先將給定位器前端的壓縮空氣斷開，用十字螺絲刀拆下圖中”A”處放大器的4顆螺絲。
在取出放大器時(shí)，請(qǐng)注意保護(hù)好”B”處的彈簧。
也要注意保護(hù)好，放大器背面的下圖中”2”處的5個(gè)黑色密封墊。
然后稍微松開下圖中”4”處的4個(gè)十字螺絲，松開即可，不用松完。
然后用手左右推動(dòng)”3”處的推桿，使推桿可以左右移動(dòng)后，將”4”處的4顆十字螺絲重新鎖緊。
如果松開”4”處的4顆螺絲后，依然無法推動(dòng)”3”處推桿時(shí)，請(qǐng)將螺絲全部松開，將放大器拆開成3大組件。
請(qǐng)注意拆這三部分時(shí)，注意不可大力撕扯”6”處的膜片。
然后用干凈的氣源，清理干凈三大件的內(nèi)腔和”5”處兩個(gè)孔內(nèi)的水份等雜質(zhì)。
清理干凈后將放大器組件，重新裝回并鎖緊4個(gè)十字螺絲。鎖緊螺絲時(shí)請(qǐng)注意調(diào)整一下位置，保證推桿可以左右推動(dòng)即可。
重新將放大器組件裝回定位器內(nèi)的原位置，并將”B”處的彈簧裝回。鎖緊固定放大器的4顆十字螺絲后，將壓縮空氣接回。
如果此時(shí)閥門已經(jīng)可以通過撥塊”1”的左右撥動(dòng)，可正常開啟及關(guān)閉則故障排除。
如果經(jīng)過上述三步依然無法處理，可以考慮把定位器返廠檢測或直接更換新的。
值得提醒的是，進(jìn)行了上述操作使氣動(dòng)控制閥能正?？刂坪?，有可能會(huì)出現(xiàn)零點(diǎn)漂移的現(xiàn)象，需要重新調(diào)整零點(diǎn)即可。
定位器出現(xiàn)故障，導(dǎo)致定位無法正常氣動(dòng)控制閥門啟閉，大部分原因是給定位器供氣的壓縮空氣中，有水分或雜質(zhì)進(jìn)入所致。
建議在壓縮空氣管路前端，加裝專門的壓縮空氣濾清器，將壓縮空氣中的水份、油份、雜質(zhì)過濾干凈后，再供給氣動(dòng)控制閥。
4、氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障
氣動(dòng)頭內(nèi)部主要部件是多彈簧和橡膠膜片。橡膠膜片是易損件，正常壽命3~5年。
如果膜片破損，可以明顯看到氣體，從氣動(dòng)頭頂部的排汽孔泄漏，此時(shí)只需要更換新膜片即可。
若短時(shí)間內(nèi)膜片經(jīng)常破損，一方面需更換更耐用的膜片，另一方面需要注意氣源不要超壓使用。
5、閥體部位故障
1)、閥桿上下活動(dòng)反應(yīng)遲緩，或被卡住。
故障表現(xiàn)：
閥門開啟緩慢，或者不能全開或全關(guān)。在確認(rèn)過氣源壓力、行程零點(diǎn)、定位器、氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)均。
一般這種情況多數(shù)發(fā)生在閥桿外密封是采用填料式，由于填料與閥桿有摩擦阻力，如果閥桿不夠光潔或有磨損，都會(huì)導(dǎo)致閥桿上下活動(dòng)不順暢。
由于這是結(jié)構(gòu)不*帶來的故障，建議選擇用波紋管外密封的氣動(dòng)控制閥，例如的氣動(dòng)控制閥，都是采用波紋管作為外密封。
波紋管對(duì)比填料式的優(yōu)勢是：
零泄漏零維護(hù)。閥桿無填料的摩擦阻力，動(dòng)作反應(yīng)更靈敏，控制穩(wěn)定精度高、無滯后現(xiàn)象。
2）、閥瓣和閥座磨損嚴(yán)重
故障表現(xiàn)：
閥瓣和閥座若磨損嚴(yán)重，當(dāng)控制超溫后，閥門需要執(zhí)行關(guān)小或切斷時(shí)，由于主閥關(guān)緊貼合不到位。一旦有泄漏，控制精度不準(zhǔn)，偏差大。
由于這是結(jié)構(gòu)不*帶來的故障，建議選擇用內(nèi)密封面更優(yōu)勢的產(chǎn)品，例如的氣動(dòng)控制閥有三大優(yōu)勢，可以更好確保內(nèi)密封面壽命長久。
優(yōu)勢1、
閥瓣和閥座均堆焊耐沖蝕、耐磨損、高硬度的司太立硬質(zhì)合金，并拋光研磨成鏡面，確保內(nèi)密封壽命長。
優(yōu)勢2、
采用冷壓嵌入的獨(dú)立閥座，接觸面可以高精度加工，像鏡子的表面一樣光潔平整，確保接觸面高度配合。
而普通閥門，是從閥體加工一個(gè)臺(tái)階稱作閥座，不方便做精加工，粗糙的密封面，壽命很短就內(nèi)漏。
優(yōu)勢3、
氣動(dòng)控制閥采用曲面分流閥瓣，切斷時(shí)采用平面密封。當(dāng)高速蒸汽流經(jīng)節(jié)流口時(shí)，蒸汽會(huì)沿著曲面的切線方向流動(dòng)，而不是直接沖蝕密封面，更好的保護(hù)了密封面壽命長。
普通閥門一般采用錐面密封，無法避免這種節(jié)流時(shí)嚴(yán)重的沖蝕和汽蝕的破壞。
會(huì)員1.png)
